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線繞濾芯的結構特點及過濾原理分析

發布時間:2025-07-02 瀏覽:171

一、濾芯類型

液體過濾用濾芯種類繁多,主要可分為表面過濾型濾芯與深層過濾型濾芯兩大類。

1. 表面過濾型濾芯

表面過濾型濾芯通過濾芯表面捕捉污染物,一旦表面被堵塞,濾芯即無法繼續使用,因此使用壽命較短。盡管有人認為,可通過液體與壓縮空氣混合進行反沖洗來重復使用濾芯,但此方法難以徹底清潔濾芯。反沖洗時,沖洗液優先通過阻力較小的區域,導致局部通道暢通后,所有沖洗液均從這些通道流過,其他區域反而堵塞更嚴重,孔隙變小。若要徹底清潔濾芯,方法是采用超聲波清洗,以純凈水為清洗液,但成本較高;也可采用化學溶解法,如污染物為酸溶性,則可用稀酸清洗,但需注意可能引起濾芯孔徑腐蝕與擴大,清洗后需用純凈水沖洗干凈并檢驗合格后方可繼續使用。電鍍液過濾中常用的濾芯,如早期的燒結型聚氯乙烯過濾棒,以及當前的聚丙烯熔噴濾芯、聚丙烯PP濾紙、純木漿濾紙等,均屬于表面過濾型濾芯。

2. 深層過濾型濾芯

濾芯清洗繁瑣,提高濾芯納污量、延長使用壽命可減少清洗頻率,深層過濾型濾芯正是基于此設計。深層過濾型濾芯在過濾過程中,污染物在濾芯內部按顆粒大小分層截留,因此濾渣負荷能力高,使用壽命長,能長期維持標稱過濾精度。其制作材料多樣,適用于各種液體和氣體過濾。電鍍液過濾中常用的是全聚丙烯制成的線繞濾芯,俗稱棉芯,具有壓差小、流量大、過濾精度高、使用壽命長等優點,能在過濾過程中長期保持精度。

 

二、線繞濾芯結構特點

線繞濾芯制作時,將帶絨毛的特制粗紗交叉卷繞在多孔骨架上,直至達到所需直徑。粗紗在骨架上交叉卷繞,形成含有上千個菱形孔的過濾層。濾芯上靠近骨架處過濾層的菱形孔小,越往外,菱形孔越大,zui外層菱形孔zui大,菱形孔內外貫通形成通道。為增加液體在濾芯內的流程,菱形孔通道呈彎曲散射狀,各層菱形孔依然相通,彎曲延長了通道,相當于增加了濾芯過濾層的厚度,提高了過濾效果,實現了深層過濾。紗線以一定參數纏繞,濾芯內部形成由表到里、由大變小的菱形彎曲過濾通道。濾芯zui內層菱形孔的大小是決定濾芯精度的關鍵,菱形孔越小,濾芯精度越高;菱形孔越大,濾芯精度越低。正規濾芯生產企業均有特定的濾芯精度與菱形孔數量對照表,不同通道數代表不同濾芯精度。例如,8通道精度為100μm,15通道精度為20μm,19通道精度為10μm。

 

三、線繞濾芯過濾特點

線繞濾芯的另一特性是能通過較大流量。每種過濾精度的線繞濾芯均有固定通道數目D,過濾精度確定后,通道數L根據濾芯長度增減。通道總數計算公式為:通道總數 = D×L×2。

以長為250mm的濾芯為例,若過濾精度為20μm,直徑上通道數目為15個,長度縱向通道數目為51個,則該濾芯共有通道數為15×51×2 = 1530個,即1530個獨立通道。若過濾流速為0.5m3/h(以清水為例),即8.3L/min,液體被分散流入1530個獨立通道過濾,每個通道內流量實際下降為5.4ml/min。

若過濾精度為3μm,通道數目為27個,長度縱向通道數目為91個,則該濾芯共有通道數為27×91×2 = 4914個。對于3μm精度的濾芯,盡管過濾介質(纖維絨毛)更密實,但過濾通道增至4914個,通道內流量僅為1.7ml/min,此時流量可稱為“虹吸流量”。

由此可見,線繞濾芯過濾時能以大流量通過濾芯,卻以分散流量的結構方式,使濾芯在較小壓差下仍能保持良好的過濾性能。這種結構形式的濾芯還有利于濾除液體中的膠狀或凝膠性物質。線繞濾芯能以較大的濾孔過濾掉比孔徑細小得多的顆粒,因此常被稱作精密過濾元件。

 

四、線繞濾芯的選用

由于競爭激烈,多數濾芯廠家爭相壓縮成本,主要方法及不良影響如下:

簡化繞線方式:雖提高生產效率,但造成濾芯過濾通道大量堵塞,形成盲孔(簡化繞線方式會使表層菱形孔被下層紗線攔截,形成盲孔),使線繞濾芯退化成表面過濾型濾芯。

改變內、外徑標準,減少濾芯厚度:雖節省紗線原料,但導致過濾層變薄,過濾通道縮短,過濾效果變差,穩定性降低。

使用劣等原料:雖降低成本,但造成濾芯腐蝕。

因此,在選擇濾芯供應廠商時,應考察其是否有完備的濾芯質量管理機制,是否有能力確保濾芯質量。

選用線繞濾芯時應注意以下問題:

觀察濾芯濾孔是否貫通:濾孔大量堵塞而成盲孔的濾芯已失去繞線濾芯的效果。

檢查濾芯內、外徑:看過濾層次是否已被縮減。

觀察濾芯的紗線、骨架是否有腐蝕情況:腐蝕會弱化過濾效果,造成電鍍溶液污染。


五、線繞濾芯的應用領域

線繞濾芯具有流量大、低壓差、適用于低粘度介質、抗腐蝕性強等特點,因此廣泛應用于大流量純水系統的前置過濾、電廠鋼廠的水污水及循環水處理、食品行業(如食用油、蔬菜油、糖漿、巧克力等漿液的過濾處理)、化學工業制劑處理(如電鍍液藥液、油漆、油料、涂料、機械用油、切削油、重油、燃油、高粘度樹脂、油脂的過濾)、制藥過濾等領域。

線繞濾芯的結構以防止纖維方式纏繞在骨架上,具有較高的過濾壓力承受能力,同時不損失壓力,使用壽命長。聚丙烯纖維無毒無害,加工工藝為熱熔非膠粘,非常適用于食品飲料工業。礦泉水、糖漿、酒類、食用油、飲料用水、可樂飲料等產品的生產,以及純水、有機溶劑、印制線路板、電鍍等行業和醫藥衛生領域,均對線繞濾芯有很高的依賴性。線繞濾芯能有效除去液體中懸浮物、微粒等,流量大,壓力損失小,濾渣負荷高,使用壽命長,能承受較高的過濾壓力。根據被過濾液體的性質,濾芯有多種材質可供選擇,確保濾芯與濾液有良好的相容性。

 

六、線繞濾芯的過濾原理

線繞濾芯過濾除依靠濾芯粗紗交叉重疊而成的孔徑柵格攔截作用外,還包括通道壁上纖維的掛鉤作用和顆粒在通道內的沉積作用。

1. 濾芯通道壁上纖維的掛鉤作用

液體從濾芯外層流經窄長而彎曲的通道進入內層,通道壁上布滿卷曲的纖維絨毛,能將液體中的顆粒鉤住并滯留在通道內。

2. 顆粒在濾芯通道內的沉積作用

濾芯通道窄長而彎曲,液體以一定流速通過時會反復撞擊通道壁,液體中的顆粒逐漸沉積在通道內,如同河水流經河道彎曲處時污泥沉積下來一樣。

3. 過濾原理

待過濾液體由濾器進口壓入,經濾芯自外向里透過濾層而被過濾成清澄液體,然后經出口排出。雜質被截留在濾芯的深層及表面,達到過濾目的。液體先由進口管進入過濾器殼體的下部,然后從外向內流過濾芯,較粗的顆粒立即沉淀下來,由排污閥放出,較小的顆粒被濾芯攔截。zui后潔凈的液體經濾芯托盤匯集后,由出口管流出。待過濾液體流入線繞濾芯,然后分流于濾芯內部,經過過濾、破乳、水分子長大、聚結的過程,過濾后液體從出口流出,雜質截留在濾芯內,聚結的水珠沉降于沉淀槽中,通過放污閥排出。

4. 線繞濾芯保養

防止顆粒物質進入濾芯內部:使用除塵濾芯(如PP濾芯、線繞濾芯)時,要防止顆粒物質進入濾芯內部,堵塞或卡住系統內部。

定期維護和保養:使用一段時間后,要對濾芯進行維護和保養。

定期清洗:濾芯經過長時間使用后,系統中會沉積大量雜質或其他污染物,需進行清洗以發揮濾芯的zui大作用。

保持濾紙濕潤:要保證濾紙始終處于濕潤狀態,不能出現干燥情況,以延長使用時間并保證過濾精度。

纖維式過濾法保養:通過纖維式過濾法,粉塵容易進入除塵濾芯中的儲塵器中,再經過反吹剝落濾筒上的粘性物質,不會影響濾筒過濾效果,也能更好保護環境,zui大程度上延長其使用時間。


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